นิ้วหัวแม่มือสีเขียว: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

Green Thumb เป็นโครงการ Internet of Things ในภาคเกษตรที่สร้างขึ้นสำหรับชั้นเรียนของฉัน ฉันต้องการสร้างบางสิ่งโดยเฉพาะสำหรับประเทศกำลังพัฒนา และจากการวิจัยของฉัน ฉันพบว่าประเทศในแอฟริกามีพื้นที่การเกษตรเพียง 6% ของการชลประทานในทวีปยุโรป มีเทคโนโลยีที่ไม่ดี ความน่าเชื่อถือในการจัดการน้ำหรือการชลประทานที่น้อยลงทำให้ผลผลิตลดลง ในแซมเบียพบว่าเกษตรกรรายย่อยที่สามารถปลูกผักได้ในฤดูแล้งมีรายได้มากกว่าเกษตรกรที่ไม่มีการเพาะปลูกถึง 35%

ระบบที่มีอยู่ส่วนใหญ่มีราคามากกว่า 200 ดอลลาร์ ซึ่งแพงและไม่แพงอย่างแน่นอนสำหรับเกษตรกรรายย่อย เกษตรกรในประเทศกำลังพัฒนาเหล่านี้กำลังพยายามไปสู่ระบบการจัดการน้ำขนาดเล็กอยู่แล้ว

เป้าหมายของ Green Thumb คือการจัดหาระบบชลประทานขนาดเล็กแบบรายบุคคลและคุ้มค่าแก่เกษตรกรในแอฟริกา ซึ่งช่วยให้พวกเขาใช้ระบบชลประทานอัจฉริยะและการจัดการน้ำเพื่อเพิ่มปริมาณผลผลิต

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่ 1: การใช้เซ็นเซอร์วัดความชื้นในโรงงาน

การเลือกพืช: ฉันจำเป็นต้องมีพืชเพื่อดูแลตลอดโครงการ เนื่องจากหลายประเทศในแอฟริกาปลูกมะเขือยาว ฉันจึงได้มะเขือยาวขนาดเล็กจากคลังบ้านมาทดลอง

เซ็นเซอร์วัดความชื้น: ในการตรวจสอบปริมาณความชื้นของพืช คุณต้องสร้างเซ็นเซอร์ที่คุ้มค่าซึ่งสามารถทำได้

ส่วนประกอบที่จำเป็น:

1. ตะปูอาบสังกะสี - 2

2. สายเกลียวเดี่ยว - พวงของมัน

3. อนุภาคโบรอน - 1

4. ตัวต้านทาน (220 โอห์มหรือค่าอื่นใด) - 1

5. เขียงหั่นขนม

นำตะปูอาบสังกะสี 2 อันแล้วบัดกรีให้เป็นเส้นเดี่ยว

ทำการเชื่อมต่อต่อไปนี้บนเขียงหั่นขนมของคุณ

เชื่อมต่อตะปูตัวใดตัวหนึ่งเข้ากับพินอะนาล็อกและอีกอันหนึ่งเข้ากับพินดิจิทัล แยกตะปูออกจากกัน 3 ซม. โดยสามารถเว้นระยะห่างเท่าค่าคงที่ เนื่องจากระยะห่างระหว่างตะปู 2 อันสามารถเปลี่ยนค่าที่อ่านได้

เขียนโค้ดต่อไปนี้ใน Particle Boron IDE ของคุณและแฟลชโค้ด

ใส่ตะปูในโรงงานของคุณ มันควรจะแสดงการอ่านบนจอภาพแบบอนุกรมหรือคอนโซลของคุณ

ต่อไปนี้คือคำแนะนำโดยย่อสำหรับการตั้งค่าโบรอนของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: ขั้นตอนที่ 2: รวบรวมการอ่านค่าเซ็นเซอร์ความชื้น

ขั้นตอนต่อไปคือการรวบรวมการอ่านทั้งหมดในเอกสาร Excel เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบผ่าน IFTTT

1. ไปที่ IFTTT และสร้างบัญชี (หากคุณยังไม่มี) หรือลงชื่อเข้าใช้ IFTTT (ถ้าเป็นเช่นนั้น) เป็นบริการบนเว็บฟรีเพื่อสร้างกลุ่มของคำสั่งเงื่อนไขอย่างง่ายที่เรียกว่า Applets

2. ไปที่ -> My Applets คลิกที่ -> New Applets

3. สำหรับ +สิ่งนี้ - เลือกอนุภาค -> เลือก 'เผยแพร่กิจกรรมใหม่' -> เขียน 'PlantData' เป็นชื่อเหตุการณ์ที่ IFTTT ควรถูกเรียกใช้

4. สำหรับ + ที่เลือก Google ชีต -> เลือก 'เพิ่มแถวในสเปรดชีต' -> เขียนชื่อสเปรดชีตที่จะสร้าง -> คลิกที่ 'สร้างการดำเนินการ'

5. ดังนั้นเมื่อคุณเผยแพร่เหตุการณ์ 'PlantData' ข้อมูลแถวใหม่จะถูกเพิ่มลงในสเปรดชีตใน Google ไดรฟ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนที่ 3: การวิเคราะห์ข้อมูล

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ excel และตัวอย่างข้อมูล ฉันสร้างกราฟเส้นของข้อมูลที่รวบรวมทุกครึ่งชั่วโมง พบว่าการอ่านไม่เปลี่ยนแปลงมากนักในช่วงเวลาที่กำหนด เซ็นเซอร์เล็บให้การอ่านที่เชื่อถือได้มาก

การอ่านมักจะผันผวนระหว่าง 1500-1,000 เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องได้รับการรดน้ำ

ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงเกณฑ์ที่จะเป็น 1500 เราสามารถพูดได้ว่าเมื่อการอ่านค่าน้อยกว่า 1500 ต้นพืชอยู่ในช่วงเหี่ยวแห้งและระบบจะตอบสนองได้ภายใน 5-10 นาทีโดยการรดน้ำต้นไม้

นอกจากนี้ เนื่องจากข้อมูลก่อนหน้านี้ถูกเก็บรวบรวมทุก ๆ มิลลิวินาที จึงทำให้เล็บสึกกร่อน

เมื่อข้อมูลได้รับการตรวจสอบและเราเห็นว่าการอ่านมีความผันผวนไม่มาก เซ็นเซอร์สามารถขับเคลื่อนทุกหนึ่งชั่วโมง รวบรวมการอ่านและตรวจสอบว่าต่ำกว่าเกณฑ์หรือไม่

วิธีนี้จะช่วยให้เซ็นเซอร์เล็บใช้งานได้นานขึ้น

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนที่ 4: สร้างเซ็นเซอร์หลายตัวและสื่อสารผ่านตาข่าย

พื้นที่ฟาร์มทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นหลายภูมิภาค และภูมิภาคเหล่านี้สามารถตรวจสอบได้โดยเซ็นเซอร์แต่ละตัว เซ็นเซอร์ทั้งหมดเหล่านี้สามารถสื่อสารกับ 'ระบบหลัก' ที่ควบคุมปั๊มน้ำได้

'ระบบหลัก' มีอนุภาคโบรอน - เป็นเซลล์ ดังนั้นจึงสามารถสื่อสารในสถานที่ต่างๆ ได้โดยไม่ต้องใช้ WiFi

เซ็นเซอร์แต่ละตัวมี Particle Xenon ซึ่งสื่อสารกับโบรอนโดยการสร้างเครือข่าย Mesh ในพื้นที่

ต่อไปนี้คือคำแนะนำโดยย่อสำหรับการเพิ่ม Xenon ของคุณไปยังเครือข่าย Mesh ที่มีอยู่

ที่นี่ฉันสร้างเซ็นเซอร์ 2 ตัว โอนวงจรทั้งหมดไปยังโปรโตบอร์ด

ทดสอบรหัสต่อไปนี้เพื่อดูว่าการสื่อสารแบบตาข่ายทำงานหรือไม่

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนที่ 5: กรอกแบบฟอร์มทางกายภาพของเซ็นเซอร์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับเซ็นเซอร์จำเป็นต้องมีกล่องที่สามารถติดตั้งใช้งานภาคสนามได้ เนื่องจากระบบต้องมีความคุ้มทุน ฉันจึงนึกภาพการใช้จ่ายเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในขณะที่ประหยัดต้นทุนด้วยรูปลักษณ์ภายนอก กล่องทางกายภาพที่จำเป็นต้องวางเซ็นเซอร์นั้นสามารถทำได้โดยเกษตรกรหรือสามารถผลิตในท้องถิ่นในแอฟริกาโดยใช้วัตถุดิบ ชาวนาสามารถใช้วัสดุใดๆ ที่มีอยู่แล้วใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าไป

ฉันสร้างต้นแบบโดยใช้กระดาษแข็งซึ่งสามารถกันน้ำได้โดยการเคลือบเงา

ทำกล่องกว้าง 8.5 ซม. กว้าง 6.5 ซม. สูง 5.5 ซม. ตัดขนาดเหล่านี้ออกจากกระดาษแข็ง ทำ 2 รูที่ด้านล่างซึ่งห่างกัน 3 ซม. เพื่อให้เซ็นเซอร์เข้าไป ติดกล่องกระดาษแข็งด้วยปืนกาว

ทำกระดาษแข็ง 2 ชั้นขนาด 8.5 ซม. x 6.5 ซม. ที่จะใส่เข้าไปในกล่อง ตัดรูในชั้นเหล่านี้เพื่อให้สายไฟผ่าน

เล็บจะทะลุผ่านรู วางชั้นกระดาษแข็งไว้ด้านบนซึ่งมี Protoboard คลิปจระเข้ใช้สำหรับต่อตะปูเข้ากับวงจร เพื่อให้สามารถถอดตะปูเหล่านี้ออกจากวงจรได้อย่างง่ายดาย

กระดาษแข็งชั้นที่สองด้านบนนี้มีแบตเตอรี่ LIPO ที่จ่ายไฟให้กับซีนอน

สามารถถอดชั้นเหล่านี้ออกได้โดยการยกขึ้นโดยใช้รูที่ตัดออกและสามารถเปลี่ยนตะปูได้ง่าย ทำให้ระบบง่ายต่อการบำรุงรักษาและประกอบ

ขั้นตอนที่ 6: ขั้นตอนที่ 6: การใช้งานขั้นสุดท้าย

ฉันแบ่งกล่องที่เต็มไปด้วยดินออกเป็น 3 ส่วน หนึ่งมีน้ำสูงสุด ที่สองมีปริมาณน้ำปานกลาง และสามคือดินแห้ง

เซ็นเซอร์แต่ละตัวเมื่อวางไว้ในหนึ่งใน 3 ส่วนของกล่องจะสื่อสารค่าที่อ่านไปยังโบรอนซึ่งทำหน้าที่ตัดสินใจว่าจะต้องรดน้ำบริเวณนั้นหรือไม่ ซึ่งแสดงโดย LED ซึ่งสอดคล้องกับเซ็นเซอร์แต่ละตัว

เซ็นเซอร์จะเปิดใช้งานทุก ๆ หนึ่งชั่วโมง